[发明专利]复合型高效混凝剂及其制取方法

说明书

复合型高效混凝剂属于水处理的一种净水药剂，特别是属于给水工程中水处理的净水药剂。

目前国内城市给水工程中，常使用的混凝剂有硫酸铝，它的制取工艺是将Al₂O₃或金属铝、或氢氧化铝加硫酸进行化学反应生成简单低分子无机混凝剂（Al₂·（SO₄）₃·18H₂O），其他的混凝剂还有FeCl₃、FeSO₄、Fe₂（SO₄）₃或聚合氯化铝。这些药剂绝大多数为单体分子结构（聚合氯化铝为高分子结构）。在使用这些药剂时，由于源水性质的变化，需要增加辅助药剂，如活性二氧化硅（SiO₂），聚丙胱胺或氢氧化钠（NaoH），消石灰Ca（OH）₂骨胶等。从而造成了水处理中运行管理费用的增加、提高了操作者的劳动强度，更重要的是在高浊度水处理或低混低温水处理时需投加量增大，而扩大了饮用水中的物质成份、尤其是金属铝离子的增加，使人体健康增加了不安全因素。而且这些混凝剂适用范围较窄，美国3929666号专利和欧洲0181847号专利制取的碱式铝盐用于处理水混凝效果差，混凝速度慢，混凝剂中的金属铝离子含量高，而日本的327850号专利制取的凝聚剂处理水的范围窄，仅能用于处理工业废水，不能用于处理生活用水，而且混凝效果差。

本发明的目的在于提供一种新的混凝效果好、适用范围宽的复合型高效混凝剂。

本发明制取的混凝剂系由无机高分子聚合物与谷物聚合淀粉胶复合聚凝而成。其反应机理如下：

无机高分子聚合物由固体Al（OH）₃及工业盐酸、硫酸，在高温，高压下于反应罐中聚合而成，其反应过程为：

上述反应生成的单离子酸的碱式铝盐，都含有不足铝当量的羟基（OH），在酸的进一步作用下，脱水缩聚成多核基铝的络合物：

我们把[Al₄（OH）₂Cl₈·SO₄]看成是

的一种形式，n值在6～10之间，K值为1，m为聚合度，其值在5≤m≤10之间，m值越大，其分子量亦更大，此时其混凝效果也越高。

聚合谷物淀粉胶机理：谷物淀粉中含大量的淀粉胶，淀粉的分子一般为：

其分子在碱性离子作用下，则第一个环状中的H⁺离子则被中和形成分子的聚合，形成高分子，则其具有较强的粘度，聚合后的分子结构如下：

这种聚合的谷物淀粉胶有着较强的凝聚作用。

无机高分子聚合物与谷物淀粉胶在一定温度作用下，经过充分混合后进行复合反应，就形成了复合型高效混凝剂。此种混凝剂有较强的凝聚作用，因而对高浊源水或低温低浊的水质均有较好的混凝作用。